Informationen zu Wellenseelendatenblättern

ERGÄNZENDE
INFORMATIONEN ZU
WELLENSEELENDATENBLÄTTERN
von
Schmid & Wezel GmbH, Werk Hilsbach
belastbar . beständig . bewährt
Inhaltsverzeichnis
1
Allgemeines
2
Herstellart
2.1
Automatenwellen
2.2
Handwellen
3
Hauptdrehrichtung
4
Messlänge für Drehmomente und Torsionen
5
Maximales Drehmoment
5.1
Besonderheiten
6
Drehmoment Bruch
7
Drehmoment bei X° Torsion
8
Minimaler zulässiger Biegeradius
9
Maximale Drehzahl
10
Schnittfest
10.1
Trennschweißen
10.2
Lasertrennen
11
Angelassen
12
Durchhang
13
Maximaler Schlag / Kraftmoment / Innere Reibung
14
Haftungsausschluss
15
Urheberrecht
16
Impressum
1
Allgemeines
Aktuell gibt es keine Norm, welche die Angaben, Messmethoden oder sonstigen Eigenschaften von Wellenseelen definiert.
Dieses Dokument soll eine Hilfestellung bieten, die Angaben auf unseren Datenblättern besser zu verstehen und die mögliche
Machbarkeit der geplanten Anwendung im Vorfeld zu überprüfen. Die Funktion der Anwendung muss immer getestet werden!
Das Einhalten aller Grenzwerte und Angaben ist noch keine Garantie für die Funktion und Haltbarkeit der kompletten Welle.
2
Herstellart
Wellenseelen können auf zwei unterschiedliche Arten hergestellt werden:
2.1
Automatenwellen
Automatenwellen werden auf Wickelautomaten hergestellt. Ein Wickelautomat besteht aus mehreren Wickeleinheiten, welche
nacheinander die Lagen direkt wickeln. Automatenwellen sind immer Vollwellen mit Dorn. Die Wellenseele wird „Endlos“
hergestellt.
2.2
Handwellen
Bei Handwellen werden die Lagen einzeln auf einem Fertigungsdorn gewickelt. Die einzelnen Lagen werden in einem zweiten
Arbeitsschritt aufeinander geschoben. Die maximale Fertigungslänge beträgt 12 Meter. Bei kleinen Durchmessern und abhängig vom speziellen Aufbau kann dies auch weniger sein.
3
Hauptdrehrichtung
Biegsame Wellen bestehen aus gewickelten Drähten, welche abwechselnd
rechts oder links gewickelt werden. Die Hauptdrehrichtung ist die
Wickelrichtung der äußersten Lage.
Wenn man die Wellenseele senkrecht hält, fällt die Steigung bei einer
rechten Wellenseele nach rechts. Bei einer linken Wellenseele fällt
die Steigung nach links.
Rechte Wellenseele
(rechts fallend, links steigend)
4
Messlänge für Drehmomente und Torsionen
Zur Ermittlung der Drehmomente wird die Wellenseele in einen Teststand eingespannt. Die freie Länge der Wellenseele beträgt dabei in der Regel 1000 mm. Die Wellenseele wird bei der Messung nicht gedreht, es handelt sich um eine statische
Messung.
5
Maximales Drehmoment
Bei diesem Drehmoment verlässt die Wellenseele ihre gestreckte Lage. Die Wellenseele beginnt sich zu wellen (siehe Bild). Wenn
die Wellenseele wieder entspannt wird geht diese in die Ausgangsposition zurück.
Es gibt Wellenseelen, bei denen dieses Wellen in Gegenrichtung bei einem höheren Drehmoment stattfindet als in Vorzugsrichtung. In diesen Fällen sollte die Wellenseele in Gegenrichtung nur zu 80% vom maximalen Wert der Vorzugsdrehrichtung
belastet werden.
Es sollten zusätzlich die folgenden Sicherheiten
eingehalten werden:
1,25
Drehzahl <100 min-1:
Drehzahl 100 - 999 min-1: 1,75
Drehzahl >1000 min-1:
2,50
Beispiel: Eine Wellenseele mit der Angabe 500 Ncm bei einer
Drehzahl von 500 min-1 sollte nur mit 285 Ncm
belastet werden. (500 Ncm / 1,75 = 285 Ncm)
5.1
Besonderheiten
Kurze Wellenseelen können oft deutlich höher belastet werden, da diese nicht in der Lage sind die gestreckte Lage zu verlassen.
Dies muss im Einzelfall geprüft werden.
6
Drehmoment Bruch
Bei diesem Drehmoment bricht die Wellenseele bei der statischen Messung. Bei den meisten Wellenseelen ist dieser Wert 3- bis
6-mal so groß wie der Wert beim Verlassen der gestreckten Lage (Maximales Drehmoment). Die Wellenseele ist bei diesem
Drehmoment zerstört und kann nicht repariert werden. Das Bruchmoment kann nicht als Sicherheitsfunktion benutzt werden, da
auch nach einem Bruch viele Drähte noch verbunden sein können! Biegsame Wellen dürfen nicht als Sollbruchstellen verwendet
werden!
7
Drehmoment bei X° Torsion
Für manche Anwendungen ist es erforderlich, dass die Wellenseele einen maximalen Verdrehwinkel nicht übersteigt. Darf sich
die Wellenseele z.B. nur 45° pro Meter verdrehen, darf diese maximal bis zu dem bei 45° eingetragen Drehmoment belastet
werden. Das Drehmoment bezogen auf den Verdrehwinkel ist nicht linear. Eine Verdopplung der Wellenseelenlänge verdoppelt
den zu erwarteten Verdrehwinkel. Eine Halbierung der Wellenseelenlänge verdoppelt NICHT das Drehmoment! Auch bei diesem Wert sollte eine zusätzliche Sicherheit berücksichtigt werden.
8
Minimaler zulässiger Biegeradius
Biegsame Wellen können maximal bis zum minimalen Biegeradius gebogen werden bevor diese Abknicken. Der Biegeradius
sollte immer möglichst groß gewählt werden.
Es sollten die folgenden Sicherheiten eingehalten werden:
1,30
Drehzahl <100 min-1:
Drehzahl 100 - 999 min-1: 1,70
Drehzahl >1000 min-1:
2,00
Beispiel: Eine Wellenseele mit der Angabe 100 mm bei einer Drehzahl von 500 min-1 sollte einen Mindestbiegeradius von
170 mm einhalten. (100 mm * 1,70 = 170 mm)
9
Maximale Drehzahl
In der Regel ist diese im Datenblatt nicht angegeben. Die maximale Drehzahl einer Wellenseele hängt von vielen Faktoren ab.
Die folgenden Faktoren haben einen Einfluss auf die maximale Drehzahl (diese Liste ist nicht vollständig):
• Befestigungsart der Wellenkupplung (Löten, Pressen, …)
• Rundlauf der Wellenkupplung
• Rundlauf der angeschlossenen Komponenten
• Schutzschlauch
• Fett / Schmiermittel
• Zulässige Vibrationen während des Betriebes
• Verlegung der Welle
• …
10
Schnittfest
Wellenseelen, welche schnittfest sind, können mit einer Trennscheibe getrennt werden. Wellenseelen, welche nicht schnittfest
sind, müssen trenngeschweißt oder lasergetrennt werden.
10.1
Trennschweißen
Beim Trennschweißen wird die Welle in eine Stumpfschweissmaschine eingespannt und per Strom erhitzt, bis die Trennstelle
geschmolzen ist. Wir empfehlen hierfür den Einsatz von Stumpfschweissmaschinen der Firma August Strecker GmbH & Co. KG
(http://www.strecker-limburg.de).
10.2
Lasertrennen
Beim Lasertrennen wird zuerst mit geringer Leistung die äußere Lage verschweißt. Direkt neben der Schweißnaht wird dann mit
hoher Leistung die Wellenseele getrennt. Zusätzlich sollte nach dem Trennen die Stirnseite laserverschweißt werden. Dies erhöht
die Festigkeit der Wellenseele.
11
Angelassen
Eine Wärmebehandlung nach dem Wickeln verändert die Eigenschaften der Wellenseele. Eine Automatenwelle kann durch
die Wärmebehandlung schnittfest werden. Der Schlag / Rundlauf wird durch eine Wärmebehandlung deutlich verbessert, das
maximale Drehmoment nimmt ab und die Torsion nimmt zu. Der Durchhang kann größer werden. Die Oberfläche bekommt
Anlassfarben. Ein Schutzgas kommt hier in der Regel nicht zum Einsatz.
12
Durchhang
Bei der Messung des Durchhanges wir die Wellenseele einseitig waagerecht eingespannt. Auf der anderen Seite wird die Strecke
gemessen, welche das freie Ende der Welle durch die Schwerkraft nach unten gezogen wird. Die Messlänge beträgt dabei in
der Regel das 50 fache des Durchmessers. Die Welle wird nach der ersten Messung um 180 ° gedreht und erneut gemessen.
Die Angabe auf dem Datenblatt ist das arithmetische Mittel aus beiden Messungen. Je größer dieser Wert ist, desto weicher ist
die Wellenseele.
13
Maximaler Schlag / Kraftmoment / Innere Reibung
Bei dieser Messung wird die Wellenseele zu einem „U“ gebogen und mit geringer Drehzahl gedreht. Die innere Reibung ist das
maximale Drehmoment, welches benötigt wird um die Wellenseele zu drehen. Während einer Umdrehung ist das benötigte
Drehmoment nicht konstant. Der Schlag ist die Differenz aus dem maximalen und dem minimalen Drehmoment. Je geringer
der Schlag einer Wellenseele ist, desto besser ist der Rundlauf der Wellenseele.
14
Haftungsausschluss
Die technischen Daten (Mittelwerte) sowie Materialangaben basieren auf unseren derzeitigen Kenntnissen und Erfahrungen. Sie
befreien den Verarbeiter wegen der Fülle möglicher Einflüsse bei der Anwendung unserer Produkte jedoch nicht von eigenen
Prüfungen und Versuchen im Vorfeld des eigentlichen Einsatzes. Wegen der Besonderheiten jedes Einzelfalles können wir keine
Haftung für unsere Hinweise übernehmen. Auf Wunsch stehen wir mit Auskünften gerne zur Verfügung.
15
Urheberrecht
Dieses Dokument und die Datenblätter unterliegen dem deutschen Urheberrecht. Die Vervielfältigung, Bearbeitung, Verbreitung
und jede Art der Verwertung außerhalb der Grenzen des Urheberrechtes bedürfen der schriftlichen Zustimmung der Schmid &
Wezel GmbH.
16
Impressum
Schmid & Wezel GmbH
Werk Hilsbach
ISI09/2016
Breite Straße 38
74889 Sinsheim-Hilsbach
E-Mail: [email protected]
Webseite: http://www.biax-flexwellen.de

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